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Em 2002, uma área de gelo do tamanho de Rhode Island se separou dramaticamente da Antártica quando a plataforma de gelo Larsen B entrou em colapso. Um novo estudo das condições que levaram ao colapso pode revelar sinais de alerta para observar o futuro recuo da plataforma de gelo da Antártida, de acordo com uma equipe de cientistas liderada pela Penn State.
“O colapso da plataforma de gelo Larsen B é geralmente considerado um evento independente”, disse Shujie Wang, professor assistente de geografia na Penn State. “Nosso trabalho mostra que foi a última fase de uma sequência de desprendimento que começou em 1998 e foi controlada por anomalias de aquecimento atmosférico e oceânico que enfraqueceram a estrutura da plataforma de gelo ao longo do tempo”.
As plataformas de gelo são línguas flutuantes de gelo conectadas à terra, mas se estendem e flutuam na água do oceano. Os cientistas sabem há muito tempo que o aquecimento do ar e das temperaturas dos oceanos derrete e enfraquece as plataformas de gelo da superfície e do subsolo, mas os processos exatos que levam ao colapso não são bem compreendidos.
E como as plataformas de gelo agem como um suporte, retendo as geleiras em terra que fluem em direção ao oceano, entender como elas reagirão ao aquecimento contínuo é importante para acertar as previsões de aumento do nível do mar, disseram os cientistas.
“A perda da plataforma de gelo devido ao aquecimento ambiental é o caminho mais rápido para a Antártida aumentar o nível do mar, mas continua muito difícil de prever, em parte porque temos poucas observações”, disse Richard Alley, professor de geociências da Universidade Evan Pugh na Penn State. e co-autor do estudo. “A plataforma de gelo Larsen B não estava retendo muito gelo terrestre e, portanto, sua perda não foi muito importante para o nível do mar, mas oferece um excelente laboratório para aprender os primeiros sinais de alerta e os processos de perda da plataforma de gelo. Os novos insights obtidos aqui devem ajudar no esforço maior de projetar como o aquecimento irá interagir com as plataformas de gelo para controlar futuras contribuições para o aumento do nível do mar.”
Os cientistas coletaram dados na plataforma de gelo desde a década de 1960 e analisaram as mudanças ao longo do tempo usando observações de satélite, experimentos de modelagem e dados de reanálise do clima.
Antes do colapso de 2002, a plataforma de gelo experimentou uma transição de grandes eventos típicos de desprendimento – quando pedaços de gelo se quebram no oceano – para desprendimentos menores e mais frequentes e para um fluxo mais rápido e generalizado de gelo em direção ao mar.
“Normalmente, grandes pedaços de gelo se quebram, crescem novamente por décadas e se quebram novamente”, disse Wang, principal autor do estudo e associado do Instituto de Sistemas Ambientais e da Terra e do Instituto de Ciências Computacionais e de Dados da Penn State. “Aqui, ocorreram muitos eventos menores de desprendimento, e o gelo não voltou a crescer. E quando ele recuou das ilhas rochosas que serviam de suporte para a plataforma de gelo, isso não conseguiu mais conter o fluxo de volta.”
As descobertas sugerem que a aceleração generalizada do fluxo e o frequente desprendimento de pequenos icebergs podem servir como precursores quantificáveis para a desestabilização da plataforma de gelo, relataram os cientistas na revista E.arte e letras planetárias.
Cinco pulsos de parto observados entre 1998 e 2002 correspondem a anomalias climáticas causadas por La Niña e o Modo Anular Sul, caracterizado por fortes ventos de oeste no hemisfério sul se aproximando da Antártica.
As águas oceânicas mais quentes podem ter cortado os canais da sub-plataforma de gelo, enfraquecendo ainda mais as partes vulneráveis da plataforma de gelo chamadas margens de cisalhamento. Essas margens separam o gelo que flui do gelo ou rocha estagnada, e as áreas costumam ter mais fraturas e gelo mais macio, disseram os cientistas.
“Os resultados sugerem que as anomalias do clima quente controlam a ocorrência do parto, enquanto a extensão e a velocidade do parto são governadas pela geometria da plataforma de gelo e pelas condições mecânicas, em particular, a robustez da margem de cisalhamento mais fraca”, disse Wang.
A falha de uma margem de cisalhamento na porção norte do manto de gelo pode ter desencadeado os pulsos de desprendimento e, à medida que o gelo recuou, ele se afastou das ilhas rochosas que serviam como contrafortes que mantinham o manto no lugar, disseram os cientistas.
“Quando você prende um pedaço de papel na parede, os alfinetes impedem que o papel caia no chão”, disse Wang. “É o mesmo com o fluxo de gelo – essas ilhas rochosas servem como ‘pontos de fixação’ que ancoram o gelo e retardam sua marcha para o mar.”
A distribuição desses pontos de fixação pode ajudar a determinar a vulnerabilidade de uma camada de gelo, já que uma margem de cisalhamento fraca com fontes limitadas de reforço desempenhou um papel predominante na desestabilização da plataforma de gelo Larsen B e no início da sequência de desprendimento de pequenos icebergs, relataram os cientistas.
“Essas áreas menores são importantes para toda a região”, disse Wang. “Se você pensar em uma plataforma de gelo como um sistema complexo, as áreas locais podem ter um impacto dominante em toda a plataforma de gelo. Esses fundamentos são importantes porque, se não entendermos os fundamentos, não podemos fazer as previsões mais precisas para o futuro.”
Também contribuíram para este estudo Zhengrui Huang, estudante de doutorado em geografia na Penn State, Hongxing Liu, professor da Universidade do Alabama, Kenneth Jezek, professor emérito da Ohio State University, Patrick Alexander, cientista pesquisador associado do Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University, Karen Alley, professora assistente da University of Manitoba, e Lei Wang, professora da Louisiana State University.
A NASA, a National Science Foundation, a Heising-Simons Foundation e o Natural Sciences and Engineering Research Council forneceram apoio para este trabalho.
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